汽车外饰件运用蜂窝夹层复合材料思考

汽车外饰件运用蜂窝夹层复合材料思考作者：李勇来源：汽车世界车辆工程技术（下）2019年第04期摘 要：近年来，我国汽车工业已经逐渐成为国民经济的支柱产业，能源的大量消耗和所 产生的环境污染也引发社会各界关注，如何减少能源消耗以及降低对环境的污染日益成为亟待 解决的关键问题。为满足节能减排的需求，汽车轻量化是最直接有效的途径，而实现汽车轻量 化的主要途径就是从对零部件的材料选择和对结构设计的优化，采用更加轻质的材料以及先进 的制造工艺等几个方面着手实施。关键词：汽车;外饰件;蜂窝夹层;复合材料1 复合材料PHC 结构材料凭借质量轻、强度高等优点，可应用于汽车备胎盖板、搁物板、天窗遮阳 板和支承板等部件上。该材料在中国汽车行业的应用正迅速增长°PHC为夹层结构，它以芯 材为基板，上下复合面层，表面复合装饰层而成。根据产品需要，其表面装饰层可以复合面 料、无纺布和PVC革等材料。面层材料通常采用玻纤或碳纤维毡喷涂PU组合料。芯材可采用蜂窝纸板、波纹纸板、铝 板和塑料板等。从产品的成本及质量要求方面综合考虑，目前蜂窝纸板芯材采用的较多;蜂窝 纸板强度高、可压缩且运输成本低，一些平面形状的产品（如备胎盖板和搁物板）大多采用蜂 窝纸板;波纹纸板易于弯曲，因此一些需要折弯的产品常选用波纹纸板作为芯材。由于PC与 PU之间的结合力最好，因此选用塑料芯材时多采用PC材料。PHC产品环保无污染，VOC （挥发性有机化合物）符合环保标准;采用轻质芯材夹层部件“一步成型法”，这种夹层结构部 件能在较短的周期内实现经济化的生产;工艺适应性强，其拓展的宽度和深度大，与其他模块 组合可以产生新型产品;PHC产品夹层部件重量轻、抗震性好且刚度高，与传统材料同类产品 相比，其重量可减轻30% - 50%以上。2 蜂窝夹芯结构的轻量化依据上述轻量化设计方案可以很容易想到蜂窝夹层结构的复合材料。蜂窝夹层结构是复 合材料的一种特殊类型。由于这种轻型结构具有最优比强度和刚度，最大抗疲劳性能，表面平 整光滑等优点，已在中国航天领域得到了较为广泛的应用。PHC工艺作为一种典型的蜂窝夹 层结构复合材料工艺，被大量应用于汽车领域，作为汽车内饰件使用，其芯材多采用纸蜂窝 （也可采用塑料蜂窝），蒙皮（强度层）采用玻纤增强聚氨酯发泡材料，利用聚氨酯高温发泡 模压一体成型，具有重量轻、强度和刚度好、尺寸稳定性好等特点。但是，由于PHC工艺的 聚氨酯发泡蒙皮表面光洁度不够，在微观状态下呈现为多孔结构，无法实现表面涂装或提供光